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技術 サーマルプリンタ、サーマルプリンタの制御方法

出願人 東芝テック株式会社
発明者 河本勉
出願日 2018年3月2日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-037637
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-151010
状態 未査定
技術分野 サーマルプリンタ(制御) サーマルプリンタ(構造)
主要キーワード モーター特性 予備駆動 通電回数 周囲環境温度 設定表 上位機種 フィードキー 低温環境
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

消費電力も抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保することができるサーマルプリンタを提供する。

解決手段

サーマルプリンタ1は、発熱素子8aを加熱して印刷を行うサーマルヘッド8と、周囲環境温度を測定する温度センサー13と、アイドル状態のときに、温度センサー13により測定された温度データに基づいて、発熱素子8aを印刷時よりも低いエネルギー通電により予熱するヘッド予熱処理部2と、を備える。

概要

背景

サーマルプリンタは、サーマルヘッドに内蔵された複数の発熱素子電圧印加して発熱素子を加熱し、この熱を利用して印刷が行われる。このような印刷方式は、熱転写方式感熱方式などと呼ばれる。
サーマルプリンタの一例として、POS端末に接続され、POS端末に入力された商品に関するレシート印字するレシートプリンタが知られている。
近年のサーマルプリンタは、様々な場面(環境)で使用されるものが開発されている。例えば、サーマルプリンタは、店頭倉庫での使用に加えて、屋外イベント野外市場宅配におけるラベルやレシートの発行などの様々な場面で使用されている。

サーマルプリンタにおいては、環境温度の変化、印刷するパターン及び印刷速度などに応じて発熱素子に印加する電力を調整し、様々な使用条件においても一定の印刷品質を保つ工夫がなされてる。
ところが、例えば期の屋外等で使用されるサーマルプリンタにおいては、印刷開始時の印刷に不安定性が見られることがある。具体的には、サーマルヘッドが十分に加熱されずに、印刷不良(例えば、かすれ等)が発生する場合がある。
そこで、サーマルヘッドを予熱して、低温環境下における印刷品質を確保する技術が提案されている。
しかし、サーマルヘッドを頻繁に予熱してしまうと、電力消費がかさんでしまい、省エネルギー要請そぐわない。

概要

消費電力も抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保することができるサーマルプリンタを提供する。サーマルプリンタ1は、発熱素子8aを加熱して印刷を行うサーマルヘッド8と、周囲環境温度を測定する温度センサー13と、アイドル状態のときに、温度センサー13により測定された温度データに基づいて、発熱素子8aを印刷時よりも低いエネルギー通電により予熱するヘッド予熱処理部2と、を備える。

目的

本発明が解決しようとする課題は、消費電力も抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保することができるサーマルプリンタ、サーマルプリンタの制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドと、周囲環境温度を測定する温度センサーと、アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギー通電により予熱するヘッド予熱処理部と、を備えるサーマルプリンタ

請求項2

前記ヘッド予熱処理部は、周囲環境温度に対応して設定された通電時間で前記発熱素子を予熱する、請求項1に記載のサーマルプリンタ。

請求項3

前記ヘッド予熱処理部は、周囲環境温度に対応して設定された通電回数で前記発熱素子を予熱する、請求項2に記載のサーマルプリンタ。

請求項4

印刷用紙を前記サーマルヘッドに向けて搬送する印刷用紙搬送部と、アイドル状態のときに、前記印刷用紙搬送部のモーターを駆動するモーター予備駆動処部と、を備える、請求項1から3のうちいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。

請求項5

前記モーター予備駆動処理部は、前記モーターを繰り返し往復回転させる、請求項4に記載のサーマルプリンタ。

請求項6

発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドの周囲環境温度を温度センサーにより測定する温度測定工程と、アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギーの通電により予熱するヘッド予熱処理工程と、を有するサーマルプリンタの制御方法

技術分野

0001

本発明の実施形態は、サーマルプリンタ、サーマルプリンタの制御方法に関する。

背景技術

0002

サーマルプリンタは、サーマルヘッドに内蔵された複数の発熱素子電圧印加して発熱素子を加熱し、この熱を利用して印刷が行われる。このような印刷方式は、熱転写方式感熱方式などと呼ばれる。
サーマルプリンタの一例として、POS端末に接続され、POS端末に入力された商品に関するレシート印字するレシートプリンタが知られている。
近年のサーマルプリンタは、様々な場面(環境)で使用されるものが開発されている。例えば、サーマルプリンタは、店頭倉庫での使用に加えて、屋外イベント野外市場宅配におけるラベルやレシートの発行などの様々な場面で使用されている。

0003

サーマルプリンタにおいては、環境温度の変化、印刷するパターン及び印刷速度などに応じて発熱素子に印加する電力を調整し、様々な使用条件においても一定の印刷品質を保つ工夫がなされてる。
ところが、例えば期の屋外等で使用されるサーマルプリンタにおいては、印刷開始時の印刷に不安定性が見られることがある。具体的には、サーマルヘッドが十分に加熱されずに、印刷不良(例えば、かすれ等)が発生する場合がある。
そこで、サーマルヘッドを予熱して、低温環境下における印刷品質を確保する技術が提案されている。
しかし、サーマルヘッドを頻繁に予熱してしまうと、電力消費がかさんでしまい、省エネルギー要請そぐわない。

先行技術

0004

特開2007−090543号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明が解決しようとする課題は、消費電力も抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保することができるサーマルプリンタ、サーマルプリンタの制御方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

実施形態のサーマルプリンタは、発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドと、周囲環境温度を測定する温度センサーと、アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギー通電により予熱するヘッド予熱処理部と、を備える。

0007

実施形態のサーマルプリンタは、前記ヘッド予熱処理部は、周囲環境温度に対応して設定された通電時間と通電回数で前記発熱素子を予熱する。

0008

実施形態のサーマルプリンタは、印刷用紙を前記サーマルヘッドに向けて搬送する印刷用紙搬送部と、アイドル状態のときに、前記印刷用紙搬送部のモータを駆動するモーター予備駆動処理部と、を備える。

0009

実施形態のサーマルプリンタは、前記モーター予備駆動処理部は、前記モータを繰り返し往復回転させる。

0010

実施形態のサーマルプリンタの制御方法は、発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドの周囲環境温度を温度センサーにより測定する温度測定工程と、アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギーの通電により予熱するヘッド予熱処理工程と、を有する。

図面の簡単な説明

0011

実施形態のレシートプリンタの概略構成を示すブロック図である。
レシートプリンタの予熱処理のフローチャート図である。
レシートプリンタの予熱処理を説明する図であって、(A)発熱素子の通電時間を示す図、(B)発熱素子の通電時間と通電回数を規定した設定表である。

実施例

0012

以下、実施形態のレシートプリンタを図面を参照して説明する。各図において、同一構成については同一の符号を付す。

0013

〔レシートプリンタ1〕
図1は、実施形態のレシートプリンタ1の概略構成を示すブロック図である。
レシートプリンタ(サーマルプリンタ)1は、CPU2(Central Processing Unit)に、ROM3(Read Only Memory)、RAM4(Random Access Memory)を備える。
また、レシートプリンタ1は、キーボード5、サーマルヘッド6、表示部7、印刷用紙搬送部8、通信部9を備える。

0014

CPU2は、レシートプリンタ1を統括的に制御する。
ROM3は、文字フォントなどを記憶する。RAM4は、受信バッファワークエリアを有する。
ROM3、RAM4に代えて、フラッシュメモリなどの電気的に書き換え可能なROMを設けても良い。

0015

キーボード5は、フィードキーなどを有し、ユーザーの操作を受け付ける。
サーマルヘッド6は、複数の発熱素子6aを有し、この発熱素子6aを通電により発熱させる。

0016

表示部7は、複数のLED(Light Emitting Diode)などを有し、レシートプリンタ1の運転(印刷)状況などを表示する。
印刷用紙搬送部8は、ステッピングモーター8aなどを有し、サーマルヘッド6に向けて印刷用紙(感熱紙)を搬入(給紙)し、印刷された印刷用紙を搬出(排紙)する。

0017

CPU2から通信部9は、バスライン10を介して相互に接続される。
通信部9は、通信回線11を介して、POS端末12に接続する。
POS端末12は、レシートプリンタ1に印刷データを送信する。そして、CPU2は、印刷データに対応して発熱素子6aを選択的に加熱させて、印刷用紙に文字等を印刷する。
なお、CPU2は、POS端末12から印刷データの入力がないときは、レシートプリンタ1を電力消費を抑えたアイドル状態(印刷ジョブ待ち状態)に遷移させる。

0018

レシートプリンタ1は、2つの温度センサー13,14を備える。
温度センサー13は、レシートプリンタ1の内部温度を測定するセンサーであり、レシートプリンタ1の筐体内部に配置される。
温度センサー14は、発熱素子6aの温度を測定するセンサーであり、サーマルヘッド6に配置される。

0019

温度センサー13,14の測定データは、CPU2に送られる。
CPU2は、温度センサー13の測定データを定期的に取得して、レシートプリンタ1の内部温度を監視する。例えば、CPU2は、レシートプリンタ1の内部温度が所定温度(例えば70℃)を超えると、レシートプリンタ1を休止させることができる。
同様に、CPU2は、温度センサー14の測定データを定期的に取得して、発熱素子6aの温度を監視する。例えば、CPU2は、サーマルヘッド6が所定温度を超えると、レシートプリンタ1を休止させることができる。
また、CPU(ヘッド予熱処理部、モーター予備駆動処理部)2は、レシートプリンタ1がアイドル状態のときに、温度センサー13の測定データに基づいて、サーマルヘッド6とステッピングモーター8aの予熱を行う。

0020

〔予熱処理〕
次に、レシートプリンタ1の予熱処理(制御方法)について説明する。
図2は、レシートプリンタ1の予熱処理のフローチャート図である。
図3は、レシートプリンタ1の予熱処理を説明する図であって、(A)発熱素子6aの通電時間を示す図、(B)発熱素子6aの通電時間と通電回数を規定した設定表である。

0021

CPU2は、POS端末12から印刷データを受信したか否かを、常時、判断する(Act1)。印刷データを受信しない場合は、印刷データを受信するまで、この判断を繰り返す。
次に、CPU2は、所定時間を経過しても印刷データを受信しない場合は、レシートプリンタ1をアイドル状態に遷移させる(Act2)。つまり、レシートプリンタ1は、最後の印刷データの受信から例えば10分間経過しても印刷データを受信しない場合はアイドル状態になる。

0022

(温度測定工程)
レシートプリンタ1をアイドル状態にすると、CPU2は、温度センサー13の測定データを定期的に取得する(Act3)。例えば10分毎に温度センサー13の測定データを取得する。
そして、CPU2は、例えば5回分の測定データに基づいてレシートプリンタ1の周囲の温度(周囲環境温度)を判定する(Act4)。アイドル状態が数十分以上続くと、レシートプリンタ1の内部温度は、周囲環境温度とほぼ等しくなる。そこで、CPU2は、例えば5回分の測定データの平均値を周囲環境温度と判定する。
この周囲環境温度は、RAM4に記憶される。RAM4に記憶された周囲環境温度は、次の測定データを取得して最新の周囲環境温度が判定されると、更新される。
周囲環境温度設定処理(Act3、Act4)は、アイドル状態が終了するまで継続して実行される。

0023

(ヘッド予熱処理工程)
次に、CPU2は、周囲環境温度に基づいて発熱素子6aを発熱させて、サーマルヘッド6を予熱する(Act5)。
このとき、発熱素子6aの温度は、印刷用紙が発色しない温度に設定される。印字時よりも低いエネルギーの通電により発熱素子6aを発熱させる。
具体的には、図3(A)に示すように、発熱素子6aの通電時間を印刷時よりも短く設定して発熱させる。つまり、発熱素子6aの通電時間は、印刷用紙が発色するときの通電時間よりも短い時間に設定される。サーマルヘッド6の通電時間は、後述するように、周囲環境温度に応じて段階的に設定される。

0024

また、発熱素子6aの通電は、複数回行われる(通電回数)。つまり、発熱素子6aの予熱を一定間隔で繰り返して行う。サーマルヘッド6の通電回数も、後述するように、周囲環境温度に応じて段階的に設定される。

0025

サーマルヘッド6の予熱処理において、発熱素子6aに供給されるエネルギー(電力×時間:Wh)は、印刷時によりも低ければよい。予熱処理時の印加電力は、印刷時と同一でもよいし、異なっていてもよい。通電時間と通電回数を調整することにより、発熱素子6aに供給されるエネルギーが印刷時によりも低くなればよい。

0026

サーマルヘッド6の予熱処理において、サーマルヘッド6の予熱は、複数の発熱素子6aの全てを加熱させてもよいし、任意の発熱素子6aを加熱させてもよい。複数の発熱素子6aの全てを加熱させる場合であっても、例えば隣接する発熱素子6aを交互に加熱させるようにしてもよい。

0027

図3(B)に示すように、サーマルヘッド6の予熱処理において、発熱素子6aの通電時間と通電回数は、周囲環境温度に応じて段階的に設定される。周囲環境温度が低くなるにしたがって、発熱素子6aの通電時間と通電回数が増えるように設定される。

0028

周囲環境温度がNo.1の範囲(0℃〜−3℃)にあるときは、通電時間を通常時の10%にし、通電回数が100回に設定される。
周囲環境温度がNo.2の範囲(−3℃〜−8℃)にあるときは、通電時間を通常時の15%にし、通電回数が150回に設定される。
周囲環境温度がNo.3の範囲(−8℃〜−15℃)にあるときは、通電時間を通常時の20%にし、通電回数が200回に設定される。
周囲環境温度がNo.4の範囲(−15℃〜−20℃)にあるときは、通電時間を通常時の25%にし、通電回数が250回に設定される。
周囲環境温度がNo.5の範囲(0℃以上)にあるときは、通電時間が0ms、通電回数が0回に設定される。

0029

図3(B)の設定表は、ROMに記憶される。そして、設定表の各周囲環境温度の温度範囲幅や温度範囲数は適宜変更することができる。また、発熱素子6aの通電時間と通電回数も、適宜変更することができる。

0030

(モーター予備駆動処理工程)
ステッピングモーター8aは、低温環境下において、起動トルクが低下したり、ベアリンググリスの粘度が増したりして、モーター特性落ちてしまう。これにより、レシートプリンタ1の印刷品質が悪化してしまう。
そこで、CPU2は、サーマルヘッド6の予熱処理と同時に、印刷用紙搬送部8を予熱する。具体的には、ステッピングモーター8aを往復駆動する(Act6)。
例えば、ステッピングモーター8aを正方向に1ステップさせた後に、負方向に1ステップさせる動作を複数回行う。つまり、印刷用紙を繰り返し回往復させるように印刷用紙搬送部8を制御する。
ステッピングモーター8aを駆動し続けることにより、低温環境下においてもモーター特性が維持される。また、ステッピングモーター8aを往復駆動するので、印刷用紙が無駄に排紙(搬送)されない。
モーター予備駆動処理(Act6)は、ヘッド予熱処理(Act5)が終了するまで、継続して実行される。

0031

サーマルヘッド6の予熱処理を開始すると、CPU2は、温度センサー14の測定データを取得して、サーマルヘッド6の温度が0℃を超えているか否かを、判断する(ステップ7)。

0032

ステップ7において、サーマルヘッド6の温度が0℃以下の場合は、サーマルヘッド6の予熱処理を引き続き実行する。
そして、サーマルヘッド6の予熱処理が終了すると、CPU2は、再度、サーマルヘッド6の予熱処理(Act5)とモーター予備駆動処理(Act6)を行う。
このとき、CPU2は、再度、RAM4に記憶されている周囲環境温度(Act4)を参照する。そして、RAM4に記憶されている周囲環境温度に基づいて、発熱素子6aの通電時間と通電回数が設定される。つまり、周囲環境温度の変化に応じて、サーマルヘッド6の予熱処理の内容(発熱素子6aの通電時間と通電回数)を変化させる。

0033

ステップ7において、サーマルヘッド6の温度が0℃を超えている場合は、CPU2は、サーマルヘッド6の予熱処理を終了する。つまり、CPU2は、サーマルヘッド6の温度が0℃を超えるまで、予熱処理(Act5)とモーター予備駆動処理(Act6)を繰り返し行う。

0034

Act1に戻り、CPU2は、印刷データを受信すると、アイドル状態を解除して、印刷処理を実行する(Act7)。
具体的には、ステッピングモーター8aを数ステップ分搬送して、サーマルヘッド6を1ライン分駆動して1ラインの印刷を行う。すべての印刷データを出力したかを判断し、印刷が終了していなければ、印刷を繰り返す。
そして、印刷が終了すれば、印刷された印刷用紙を排紙して、印刷処理を終了する。

0035

レシートプリンタ1は、アイドル状態から復帰して印刷処理を実行するときに、サーマルヘッド6の温度が0℃を超えた状態に予熱されている。このため、印刷品質を確保することができる。特に、CPU2は、アイドル状態のときに、発熱素子6aを印刷時よりも短い時間で複数回の通電により予熱するので、印刷がされず、印刷用紙を無駄にしない。
また、サーマルヘッド6の予熱処理を繰り返すときに、その都度、RAM4に記憶されている周囲環境温度に基づいて、発熱素子6aの通電時間と通電回数が設定される。このように、レシートプリンタ1は、周囲環境温度に応じてサーマルヘッド6を可変的に予熱するので、消費電力を抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保できる。

0036

温度センサー13により測定された複数回の温度データに基づいて周囲環境温度を判断するので、実際の周囲環境温度の変化を的確に反映することができる。

0037

また、レシートプリンタ1は、サーマルヘッド6の予熱と同時に、印刷用紙搬送部8のステッピングモーター8aを駆動するモーター予備駆動処理を行う。このため、低温環境下であっても、ステッピングモーター8aの起動トルクの低下や、ベアリンググリスの粘度増加を防止できる。したがって、低温環境下であっても、印刷用紙が正確に搬送され、レシートプリンタ1の印刷品質を維持できる。
特に、ステッピングモーター8aを繰り返し往復回転させるので、印刷用紙を無駄にしない。

0038

上述した実施形態において、サーマルプリンタとしてレシートプリンタ1を例にして説明したが、これに限らない。サーマルプリンタは、ラベルプリンタ等であってもよい。

0039

上述した実施形態において、レシートプリンタ1の内部温度を測定する温度センサー13の測定データに基づいて周囲環境温度を判断したが、これに限らない。レシートプリンタ1の外部に、周囲環境温度を測定する専用の温度センサーを設けてもよい。

0040

上述した実施形態において、ヘッド予熱処理とモーター予備駆動処理を同時に行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、ヘッド予熱処理とモーター予備駆動処理を交互に行うようにしてもよい。また、例えば、ステッピングモーター8aの温度を測定する専用の温度センサーを設け、この温度センサーの測定データに応じて、モーター予備駆動処理を実行するようにしてもよい。

0041

上述した実施形態において、上位機種としてPOS端末12を例にして説明したが、これに限らない。上位機種は、レシートプリンタ1に接続できるパソコンハンディターミナルなどであってもよい。

0042

モーター予備駆動処理は、ステッピングモーター8aへの通電だけでもよい。つまり、ステッピングモーター8aを回転させない場合であってもよい。ステッピングモーター8aへの通電だけでステッピングモーター8aのコイルを予熱できるからである。

0043

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0044

1レシートプリンタ(サーマルプリンタ)
2 CPU(ヘッド予熱処理部、モーター予備駆動処理部)
6サーマルヘッド
6a発熱素子
8印刷用紙搬送部
8aステッピングモーター
12POS端末
13温度センサー
14 温度センサー

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